闫文凯等：铝棒低银铅合金表面陶瓷化复合阳极的制备与性能 ·1317· 密封.在镀膜实验之前，先用刷子将试样的中间部 长度一般在35m至300um.试验加载时间10s, 分磨平，再用粗砂纸将试样表面打磨平整，然后在去 保持时间15s.合金试样经抛光后立即进行测试，以 离子水下用水砂纸打磨光亮.本文以纯铅作阴极， 防止合金试样氧化，造成测试误差.一个试样要测 Pb-0.2%Ag及Al棒Pb-0.2%Ag作阳极.在电流 试5次，然后取它们的平均值.用电子拉伸试验器 密度为0.5A·dm-2条件下，镀液温度保持在50℃， (Ag-X100kW)测定了不同阳极材料的极限拉伸 采用阳极氧化的方法在含20g·L-1NaF硫酸质量浓 强度 度为120g·L-体系下镀膜4h后获得成膜试样，镀 1.4电化学测试 膜装置如图2所示.最后用去离子水小心清洗成膜 采用辅助电极为铂电极、参比电极为Hg 后的阳极并干燥备用 HgSO,电极(MSE)和工作电极三电极体系.在电化 模套 学测试液：50g·L-1Zm2+,150g·L-1H2S04,温度 铅合金流向 拉拔模 拉拔模体 (38±0.5)℃下，进行循环伏安曲线(CV)测试：电 模芯 位范围为-1.4V~2.3V~-1.4V,扫描速度为20 铝棒 mV·s-;阳极极化曲线(LSV)测试：电位范围为 。牵引 1.1~1.9V,扫描速度为2mV·s1;交流阻抗曲线 (EIS)测试：测量电位1.4V(sMSE),频率扫描范 围105~10-1Hz,正弦电位扰动信号5mV. 图1铅合金包覆铝棒示意图 2结果与讨论 Fig.I Schematic diagram of lead alloy-coated aluminum wire 2.1膜层物相与形貌测试 直流电源 。温度计 电解池阴极阳极试样 图3为Al棒Ph-0.2%Ag和Pb-0.2%Ag两种 阳极进行成膜实验后阳极表面膜层的X射线衍射 图谱.图4是Al棒Pb-0.2%Ag与Ph-0.2%Ag阳 极表面膜层的扫描电镜图. ◆一B-Pb02·一a-b02■—PbS0 图2阳极氧化装置示意图 (110(101) (21I) Fig.2 Schematic diagram of anodizing equipment 111) 1.2膜层物相与形貌测试 (101) p%-0.2%Ag 利用D8-ADVANCE型X射线衍射仪（德国 (211) Bruker公司)和Quanta2O0型扫描电子显微镜（荷兰 FEI公司)分别对A1棒Pb-0.2%Ag和Pb-0.2%Ag 两种阳极表面膜层的物相及形貌进行观察分析. A棒Pb-0.29%Ag 1.3金相组织及力学性能测试 1520253035404550556065707580 209 Al棒Ph-0.2%Ag和Pb-0.2%Ag两种阳极膜 图3A1棒P%-0.2%Ag与P%-0.2%Ag阳极表面膜层X射线衍 层截面制备过程：取样→封样→砂纸打磨→抛光→ 射图谱 冲洗，为了实验数据准确性，每个试样的厚度和硬度 Fig.3 XRD patters of Al-rod-Pb-0.2%Ag and Pb-0.2%Ag an- 分别通过显微图像分析仪(JX-2000)及数显显微硬 ode surface film 度计(HV-5)测量5次，最后求平均值作为测试结 果.本实验对合金试样进行维氏硬度测试，测试原 从图3可知，A1棒Pb-0.2%Ag与Pb-0.2%Ag 阳极在成膜液中成膜后，阳极表面膜层物相主要为 理如下： B-Pb02,但Pb-0.2%Ag阳极表面膜层出现了α- v=7导xsim(）=1854x是 (1) PbO,物相峰，且A1棒Pb-0.2%Ag阳极表面膜层的 式中：HV为维氏硬度，F为测试力，d为压痕两对角 B-PbO,物相峰比Pb-0.2%Ag合金阳极表面膜层的 线d,与d,的算术平均值.本测试由于铅较软，所以 B-Pb0,物相峰要强，说明A/Ph-0.2%Ag表面膜层 在实验中测试力取0.098N,而得到的压痕对角线的 中更容易生成电催化活性优异的B-Pb0,.从图4闫文凯等: 铝棒低银铅合金表面陶瓷化复合阳极的制备与性能 密封. 在镀膜实验之前,先用刷子将试样的中间部 分磨平,再用粗砂纸将试样表面打磨平整,然后在去 离子水下用水砂纸打磨光亮. 本文以纯铅作阴极, Pb鄄鄄0郾 2% Ag 及 Al 棒 Pb鄄鄄0郾 2% Ag 作阳极. 在电流 密度为 0郾 5 A·dm - 2条件下,镀液温度保持在 50 益 , 采用阳极氧化的方法在含 20 g·L - 1 NaF 硫酸质量浓 度为 120 g·L - 1体系下镀膜 4 h 后获得成膜试样,镀 膜装置如图 2 所示. 最后用去离子水小心清洗成膜 后的阳极并干燥备用. 图 1 铅合金包覆铝棒示意图 Fig. 1 Schematic diagram of lead alloy鄄coated aluminum wire 图 2 阳极氧化装置示意图 Fig. 2 Schematic diagram of anodizing equipment 1郾 2 膜层物相与形貌测试 利用 D8鄄鄄 ADVANCE 型 X 射线衍射仪(德国 Bruker 公司)和 Quanta200 型扫描电子显微镜(荷兰 FEI 公司)分别对 Al 棒 Pb鄄鄄0郾 2% Ag 和 Pb鄄鄄0郾 2% Ag 两种阳极表面膜层的物相及形貌进行观察分析. 1郾 3 金相组织及力学性能测试 Al 棒 Pb鄄鄄0郾 2% Ag 和 Pb鄄鄄0郾 2% Ag 两种阳极膜 层截面制备过程:取样寅封样寅砂纸打磨寅抛光寅 冲洗,为了实验数据准确性,每个试样的厚度和硬度 分别通过显微图像分析仪(JX鄄鄄2000)及数显显微硬 度计(HV鄄鄄5)测量 5 次,最后求平均值作为测试结 果. 本实验对合金试样进行维氏硬度测试,测试原 理如下: HV = F 2d 2 伊 sin ( 136毅 ) 2 = 1郾 8544 伊 F d 2 (1) 式中:HV 为维氏硬度,F 为测试力,d 为压痕两对角 线 d1与 d2的算术平均值. 本测试由于铅较软,所以 在实验中测试力取 0郾 098 N,而得到的压痕对角线的 长度一般在 35 滋m 至 300 滋m. 试验加载时间 10 s, 保持时间 15 s. 合金试样经抛光后立即进行测试,以 防止合金试样氧化,造成测试误差. 一个试样要测 试 5 次,然后取它们的平均值. 用电子拉伸试验器 (Ag鄄鄄X 100 kW) 测定了不同阳极材料的极限拉伸 强度. 1郾 4 电化学测试 采用 辅 助 电 极 为 铂 电 极、 参 比 电 极 为 Hg / HgSO4电极(MSE)和工作电极三电极体系. 在电化 学测试液: 50 g·L - 1 Zn 2 + ,150 g·L - 1 H2 SO4 ,温度 (38 依 0郾 5) 益下,进行循环伏安曲线(CV)测试: 电 位范围为 - 1郾 4 V ~ 2郾 3 V ~ - 1郾 4 V,扫描速度为 20 mV·s - 1 ;阳极极化曲线( LSV) 测试:电位范围为 1郾 1 ~ 1郾 9 V,扫描速度为 2 mV·s - 1 ;交流阻抗曲线 (EIS)测试:测量电位 1郾 4 V (vs MSE),频率扫描范 围10 5 ~ 10 - 1 Hz,正弦电位扰动信号 5 mV. 2 结果与讨论 2郾 1 膜层物相与形貌测试 图 3 为 Al 棒 Pb鄄鄄0郾 2% Ag 和 Pb鄄鄄0郾 2% Ag 两种 阳极进行成膜实验后阳极表面膜层的 X 射线衍射 图谱. 图 4 是 Al 棒 Pb鄄鄄0郾 2% Ag 与 Pb鄄鄄0郾 2% Ag 阳 极表面膜层的扫描电镜图. 图 3 Al 棒 Pb鄄鄄0郾 2% Ag 与 Pb鄄鄄0郾 2% Ag 阳极表面膜层 X 射线衍 射图谱 Fig. 3 XRD patterns of Al鄄鄄rod鄄鄄Pb鄄鄄0郾 2% Ag and Pb鄄鄄0郾 2% Ag an鄄 ode surface film 从图 3 可知,Al 棒 Pb鄄鄄0郾 2% Ag 与 Pb鄄鄄0郾 2% Ag 阳极在成膜液中成膜后,阳极表面膜层物相主要为 茁鄄鄄PbO2 . 但 Pb鄄鄄0郾 2% Ag 阳极表面膜层出现了 琢鄄鄄 PbO2物相峰,且 Al 棒 Pb鄄鄄0郾 2% Ag 阳极表面膜层的 茁鄄鄄PbO2物相峰比 Pb鄄鄄0郾 2% Ag 合金阳极表面膜层的 茁鄄鄄PbO2物相峰要强,说明 Al / Pb鄄鄄0郾 2% Ag 表面膜层 中更容易生成电催化活性优异的 茁鄄鄄 PbO2 . 从图 4 ·1317·